Способ получения натронной целлюлозы

Способ получения натронной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

77120

Социалистических

Реслублик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.12.78 (21) 2696440/29-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11,80 (51) М.К .

D 21С 3!02

Государственный комитет (53) УДК 676,1.022.16 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Домницкий, Ю. Н, Непенин и !О, А. Малков

Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРОННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к технологии получения натрон ной целлюлозы, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, и может быть использовано для получения самых различных целлюлоз для бумажной промышленности и химической переработки.

Известен способ производства патронной целлюлозы, согласно которому обработку измельченного целлюлозосодержащего сы- 1р рья проводят в водных растворах различных гидроокисей при рН от 7 и выше, при повышенных температуре и давлении (1).

Однако получение целлюлоз по известному способу с содержанием остаточного лигнина ниже 100 0 связано со значительными потерями углеводов и снижением прочности целлюлозы, Для устранения этого недостатка производят варку целлюлозы в растворе каустической соды с введением окислителей или восстановителей в варочный щелок, но широкого распространения это не получило вследствие применения дорогостоящих реагентов, например боргидрида натрия, и сложности аппаратурного оформления процесса.

Ближайшим к изобретению является способ получения натронной целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья варочным раствором каустической соды при повышенной температуре, которая сопровождается пропусканием через реакционную массу электрического тока (2).

Электрическое воздействие по этому способу производят при помощи двух встроенных в варочный котел электродов. Плотность тока составляет 0,001 — 0,1 А/смз поверхности катода.

Однако выход целлюлозы в этом способе недостаточно высок и, кроме того, способ требует значительных энергозатрат изза высоких омических потерь в системе, Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и сокращение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что обработку сырья варочным раствором проводят в присутствии железосинеродистого калия K3 (Fe (GN) 6). Келезосинеродистый калий используют в количестве 0,1 — 50 0 от массы абсолютно сухого сырья.

Введение в варочную систему железосинеродистого калия увеличивает эффективность электрохимического воздействия на варку, так как в этом случае снижается гетерогенность системы и процессы окисления органических веществ древесного комплекса переносятся с поверхности электро777120

Таблица 1

Натронны и

СульфатЭлектронатронный (по прототипу) Показатель

Натронный с катализатором ный

50,5

54,3

51,2

56,8

26,9

18,6

25,2

19,1

Таблица 2 натронный с катализатоэлектронатронный (по прототипу) Показатель натронны и ром

51,8

52,6

55,8

21,25

20,4

22,8 да непосредственно в реакционную массу.

Действие катализатора-переносчика заключается в повышении устойчивости углеводпого комплекса древесины к реакциям щелочной деструкции при варке целлюлозы, чем обеспечивается улучшение селективности процесса и увеличение выхода целевого продукта на 4 — 5% при одинаковой степени делигнификации растительного сырья.

Электрохимическая обработка варочного 10 щелока в системе циркуляции позволяет эффективно регенерировать активную форму катализатора-переносчика, непосредственно в процессе варки целлюлозы, при значительно меньших расходах электро- 15 энергии на омические потери, так как регенерация железосинеродистого калия в электрохимической ячейке достигает 99% выхода по току.

Технологический режим варки натронной целлюлозы, т. е. конечная температура, график изменения температуры варки во времени, расход активной щелочи по отношению к весу абсолюно сухого растительного

Выход, у, к абсолютно сухой древесине

Степень делигнификации, ед.

Каппа

Пример 2. Варку щепы из березовой древесины проводят в автоклаве емкостью

1 л, в систему циркуляции щелока которого встроена электрохимическая ячейка, расход активности щелочи на варку составляет

18% к абсолютно сухой древесине в ед.

Na O. Продолжительность подъема температуры до конечной (1?О С) 90 мин. Стоянка на конечной температуре 90 мин, РасВыход, у, к абсолютно сухой древесине

Степень делигнификации, ед. Каппа сырья, концентрация щелочи в растворе, не отличаются от принятых на производстве и описанных в литературе режимов (1).

Предлагаемый способ производства натронной целлюлозы был проверен в лабораторных условиях.

Пример 1. Варку щепы из осиновой древесины проводят в автоклаве объемом

5 л, в системе циркуляции щелока которого встроена электрохимическая ячейка. Расход активной щелочи на варку составляет 20% к абсолютно сухой древесине в ед. ИазО.

Продолжительность подъема температуры до конечной (170 С) 90 мин. Стоянка на конечной температуре 120 мин. Расход электроэнергии на электрохимическую обработку щелока составляет 10 Вт. Концентрация активной щелочи 30 г/л ед. МазО, Расход катализатора-переносчика — железосинеродистого калия — 0,1% к массе абсолютно сухой древесины.

В табл. 1 приведены результаты варки целлюлозы по предлагаемому способу в сравнении с натронным и сульфатным.

Способ получения целлюлозы ход электроэнергии на электрохимическую обработку щелока составляет 15 Вт.

Концентрация активной щелочи 40 г/л ед. Na O.

Расход катализатора-переносчика — 5% к массе абсолютно сухой древесины.

В табл. 2 приведены результаты варки целлюлозы по предлагаемому способу в сравнении с натронным и способом — прототипом из одного вида сырья.

Способ получения целлюлозы

777120

Таблица 3

Способ получения целлюлозы

Показатель предлагаемый натронный сульфатный

8800

6200

Разрывная длина, м

7900

Сопротивление излому, число двойных перегибов

2700

2500

Сопротивление продавливанию, кПа

470

490

280

Составитель А. Моносов

Корректор В. Ахрем

Техред И. Заболотиова

Редактор Г. Бельская

Заказ 2702/7 Изд. № 591 Тираж 431 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

Как видно из приведенных примеров, выход целлюлозы, полученной по предлагаемому способу, в среднем на 3 — 4% выше выхода целлюлозы по способу — прототипу и на 4 — 5% — по натронному способу.

Применение добавок железосинеродистого калия Кз(Ге(СИ)а) к варочному щелоку менее 0,1% к абсолютно сухой древесине ухудшает выход целевого продукта вследствие недостаточной концентрации катализатора-переносчика в зоне реакции, а

Расчеты показывают, что только за счет снижения расхода электроэнергии на оми-. ческие потери, при создании оптимальных условий регенерации катализатора-переносчика в предлагаемом способе обеспечивается снижение себестоимости одной тонны целлюлозы на 2 — 2,5 руб, Кроме того, снижение себестоимости обеспечивается за счет увеличения выхода целлюлозы и снижения расхода сырья.

Формула изобретения

1. Способ получения натронной целлюлозы путем обработки исходного целлюлозосодержащего растительного сырья варочным раствором каустической соды при повышенной температуре с одновременным увеличение добавок более 5% к абсолютно сухой древесине не приводит к заметному улучшению селективности варочного процесса и в то же время может вызвать за5 труднения в системе регенерации химикатов.

В табл. 3 приведены показатели механической прочности полученных целлюлоз при одинаковой степени делигнификации (20 ед.

10 Каппа) . пропусканием электрического тока через реакционную массу, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целе15 вого продукта и сокращения энергетических затрат, обработку сырья варочным раствором проводят в присутствии железосинеродистого калия.

2. Способ по и. 1, отличающийся

20 тем, что железосинеродистый калий используют в количестве 0,1 — 5% от массы абсолютно сухого сырья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Непенин Ю. Н. Технология целлюлозы, т. II. М., Гослесбумиздат, 1965, с. 48 — 60.

2. Авторское свидетельство СССР № 418105, кл. D 21С 3/02, 1971 (прототип).